嵌入式Linux开发手册

### 嵌入式Linux开发手册知识点概览 #### 一、嵌入式Linux发展概述 - **背景**: 随着Linux操作系统在全球范围内的普及和发展，嵌入式Linux也得到了迅速的成长。相较于传统的商用操作系统如VxWorks、pSOS等，嵌入式Linux具有免费、开源的优势，并且在网络上拥有丰富的开发资源。 - **优势**: 支持多种CPU架构，如PPC (PowerPC)、ColdFire、ARM、X86、MIPS等，极大地拓宽了其应用范围。 - **实时性改进**: 由于Linux本身并非为实时应用设计，因此一些公司对其进行了定制化改进，如MontaVista的Hardhat Linux、RTLinux、BlueCat Linux等，以提高实时处理能力。 - **网络支持**: 嵌入式Linux具备优秀的网络性能，支持TCP/IP、PPP、IGMP、IPv6等多种网络协议，并提供对ATM协议的支持。 #### 二、嵌入式Linux开发步骤详解 - **开发流程**: - **初始阶段**: - CPU启动后首先执行BIOS或类似功能的代码，通常位于EEPROM或Flash ROM中。 - 使用汇编语言进行CPU的初步初始化，因为某些寄存器只能通过汇编语言访问。 - **C语言领域**: - 进行外围设备初始化，包括DRAM/SDRAM、串口、网口等。 - 初始化总线设备和其他硬件组件。 - 完成这些初始化步骤后，将控制权移交给Linux内核。 - **Linux内核启动**: - 内核接管后，继续完成系统的启动过程。 - 加载必要的设备驱动程序。 - 设置文件系统和网络服务。 - **开发模型**: - **板级支持包 (BSP)**: 包括用于特定硬件平台的初始化代码，通常负责低级别的硬件配置。 - **Bootloader** (引导加载程序): 负责启动内核，可以是PPCBOOT/U-Boot等。 - **Linux内核**: 负责操作系统的核心功能，包括进程管理、内存管理、设备驱动等。 #### 三、PPCBOOT/U-BOOT的移植 - **简介**: - PPCBOOT/U-BOOT是一种广泛使用的Bootloader，适用于PowerPC架构。 - U-BOOT支持多种CPU架构，包括PowerPC。 - **源代码分析**: - **与目标板相关的代码**: 如针对特定硬件的初始化代码。 - **与CPU相关的代码**: 包括处理器特有的初始化和配置代码。 - **头文件**: 提供了编译时的定义和声明。 - **公共代码**: 可重用的功能模块，如内存检测和分配。 - **网络传输代码**: 支持网络通信，如TFTP、NFS等。 - **Makefile文件**: 描述如何构建项目的规则。 - **关键驱动程序**: 如串口、SDRAM、Flash、以太网等驱动。 - **移植步骤**: - **编译测试**: 确保代码可以在目标平台上正确编译并运行。 - **启动过程**: 分析U-BOOT如何引导系统。 - **配置文件**: 添加或修改配置以适应特定的硬件需求。 - **系统参数配置**: 调整系统设置以优化性能。 - **初始化过程**: 包括串口、SDRAM、Flash等硬件的初始化。 - **编译调试**: - **编译**: 使用Makefile构建U-BOOT。 - **烧写**: 将编译后的二进制文件写入目标硬件。 - **调试**: 使用调试工具检查错误并进行修复。 #### 四、嵌入Linux的移植 - **整体分析**: - **平台支持**: 分析硬件平台的特性，并确定哪些部分需要特殊处理。 - **组件支持**: 确定所需的内核模块和支持库。 - **文件系统**: 选择合适的文件系统类型，如JFFS2、YAFFS等。 - **网络支持**: 配置网络接口和协议栈。 - **内核源代码分析**: - **串口驱动**: 实现与外部设备的串行通信。 - **Flash驱动及MTD支持**: 管理Flash存储设备，并支持MTD (Memory Technology Device) 接口。 - **FEC以太网口驱动**: 控制以太网接口。 - **内核编译控制**: - **内核编译**: 使用make命令构建内核。 - **调试选项**: 启用调试信息以帮助故障排除。 - **内核装载与启动**: - 通过Bootloader加载内核到内存中，并启动。 - **文件系统构建**: - **概述**: 文件系统是存储用户数据和应用程序的关键组件。 - **分析**: 探讨文件系统结构及其与硬件的交互方式。 - **DOC支持**: 讨论如何支持基于闪存的磁盘设备。 - **实例**: 在Flash上构建JFFS2文件系统。 #### 五、应用程序开发与高级功能实现 - **应用程序开发**: - 介绍如何开发运行于嵌入式Linux平台的应用程序。 - 示例: TCPServer及Client实现。 - **SNMP的实现**: - 简述SNMP (Simple Network Management Protocol) 的基本概念。 - 探讨在嵌入式Linux环境中实现SNMP的方法。 - **WEB支持**: - 讨论嵌入式Linux环境下Web服务器的实现方案。 《嵌入式Linux开发手册》详细介绍了嵌入式Linux系统的基本概念、开发步骤、关键组件的移植与配置方法。通过对本书的学习，开发者能够掌握如何在特定的硬件平台上部署和优化嵌入式Linux系统，从而满足不同应用场景的需求。